Mavzu: Umumiy kollektorli kaskadni loyihalash va uni hisoblash

1-BOB. Boshqarish nazariyasi masalalarida avtomatik boshqaruv tizimlari

1. 
   Avtomatik boshqaruvni tashkil etishning konseptual asoslari
   

Har qanday avtomatik boshqarish sistemasi (ABS) ikkita asosiy qismdan iborat bo'lib, ular boshqarish obyekti va boshqarish qurilmasi deyiladi. Umumiy holda, boshqarish obyekti sifatida tirik organizmlar, insonlar jamoasi, sanoat korxonalari, alohida sexlar, agregatlar va boshqalar bo'lishi mumkin. Ushbu kursda faqat texnik obyektlar ko‘rib chiqiladi va shuning uchun boshqarish obyekti deganda boshqarilishi lozim bo‘lgan jarayonni amalga oshiradigan texnik qurilmalar tushuniladi. Obyekt sifatida soddaroq bo‘lgan boshqarish sistemasi ham ko‘rib chiqilishi mumkin. Obyekt holati, uning ishlash rejimi tashqi muhitning obyektga va boshqarish qurilmasiga ta’sirini hamda obyektning o‘zida yuz beruvchi jarayonni xarakterlovchi qator fizik kattaliklar bilan aniqlanadi. Ulardan ba’zilari ish jarayonida o'lchanadi va nazorat qilinadigan kattaliklar deyiladi, boshqalari esa o'lchanmaydi va nazorat qilinmaydigan kattaliklar deyiladi, lekin ular obyekt ishlashiga ta’sir ko‘rsatadi [ 1 — 4, 8]. Obyektga boshqarish qurilmasi orqali ishlab chiqilgan yoki inson tomonidan beriladigan ta’sir boshqaruvchi ta’sir (kattalik) deyiladi, boshqarish sistemasiga bog'liq bo‘lmagan ta'sirlar toydiruvchilar deyiladi. Toydiruvchi ta’sirlami ikkita turga bo‘lish mumkin: yuklama va xalaqitlar. Yuklama odatda obyektning boshqa o‘zgaruvchan parametrlariga, vaqtga, obyektning ish jarayoni va texnologik protsess bilan bogiiq boiadi va uni bartaraf qilib boimaydi. Xalaqitlar kutilmagan hodisalar bilan bogiiq boiadi va ulaming har qanday kamayishi obyekt ishini yaxshilaydi. Obyekt holatini xarakterlovchi, nazorat qilinadigan va ular orqali boshqarishni amalga oshirish mumkin boigan kattaliklar boshqariluvchi yoki rostlanuvchi kattaliklcir deyiladi. Ko‘rib o‘tilgan barcha kattaliklami obyektlami o‘rganish paytida tez tushunib olish mumkin. Masalan, elektr generatorining ishlash rejimi kuchlanish, qo‘zg‘atish toki, yuklama toki, aylanish chastotasi bilan xarakterlanadi. Bu yerda generator kuchlanishi - rostlanadigan kattalik, qo‘zg‘atish toki - boshqamvchi ta’sir, yuklama toki va aylanishlar chastotasi - tashqi ta’sirlardir
Boshqarishning konteptual va matematik asoslarini qurish haqida gap ketganda, Soft Intelligent boshqarish tizimlari borasida insonning intellektual faoliyati jarayoni sifatida qaraladi noaniqlik va ziddiyat sharoitida ham tizimning maqsadga erishish xatti-harakatlarini ta'minlashga qaratilgan muammolarni hal qilish ketma-ketligi ko’zda tutilgan. Ma’lumt uchun, bu tizimning asosiy maqsadlari to'plamidir murakkab va tez-tez uchraydigan ziddiyatli muhitda qiziqarli funktsional xatti-harakatlarning barqarorligini ta'minlagan holda, qo'yilgan maqsadlarga erishishga imkon berishi kerak bo'lgan uning tarkibiy tuzilishini belgilaydi. Maqsadga erishuvchi ergatik tizimlarni qurishning organizm kontseptsiyasi foydalanuvchilarning los na tex je principinax tizimli tuzilmasi bilan o'zaro ta'sirini talab qiladi, bu odamlar o'rtasidagi muloqot bilan bir xildir acc. bu tushuncha bilan, bunday tizimlarning asosiy xususiyatlarni tashkiliy tamoyillar majmui bilan belgilanadi,ya'ni funktsional gomeostaz, faollik, statsionarlik, eng kam o'zaro ta'sir, avtonomiya tamoyillari. ularni amalga oshirish barcha maqsadlar to'plamini o'z-o'zini muvozanatlash uchun moslashuvchan asosni ta'minlaydi va funktsional yaxlitlikning asosiy mezoni bo'yicha erishilgan ix degan ma'noni anglatadi. Boshqaruv muammolarini bunday yaxlit ko'rib chiqish xizmat qilishi mumkin ularni boshlang'ich tuzilish uchun ham, keyingi uchun ham asosiy strukturaviy va funktsional echimlarni modellashtirish va optimallashtirish. Murakkab tizimlarni boshqarishni tashkil etishning zamonaviy yondashuvlari ix yaxlitlik va tashkiliylikni ta'minlashni talab qiladi ziddiyatning mavjudligi va tez o'zgaruvchan vaziyatlar. Shuning uchun, faqat ob'ektlar, muhit va maqsadlarning o'zaro aloqalarini birgalikda ko'rib chiqish va tahlil qilishi shaxsning munosabati mavzularning samarali tizimini yaratish uchun asos bo'lib xizmat qilishi mumkin. Shu bilan birga, g'alati attraktorlarni qandaydir "maxsus to'plamlar" deb hisoblash maqsadga muvofiqdir. Dinamik tizimlarning yagona nuqtalari tushunchasini umumlashtirish. Faza holatini o'zgartirishning bu ta'siri dinamik tizimning konsentrlangan va taqsimlangan ilovalarida tartibsizlik manbai bo'lishi mumkin. Bu holatda yuzaga keladigan xaotik jarayonlarni o'rganish, ko'p hollarda, maqsadga muvofiq ravishda amalga oshiriladi invariantlik va avtonomiya nazariyasi pozitsiyalari.
Hozirgi vaqtda murakkab boshqaruv tizimlarining ishlashi hammasi boshqaruvni amalga oshiruvchi shaxs bilan faol muloqotga ko'proq e'tibor qaratiladi. Shuning uchun tizimni yaratish jarayonida xodim odamlar va texnik vositalar o'rtasida samarali ma'lumot almashish imkoniyatiga ega. Shuni ta'kidlash kerakki, hozirgi kunga qadar odam va texnik qurilmalar o'rtasidagi kommunikativ o'zaro ta'sirning turli shakllarining optimal kombinatsiyasi umumiy holatda topilmagan. Biroq, tashkiliy tamoyillarni hisobga olgan holda, inson va mashina muloqotini inson va pompomizmning kuchli tomonlaridan maksimal darajada foydalanishga imkon beradigan tarzda tuzishga imkon beradi. Intellektual boshqaruv: yondashuv, natijalar va istiqbollarning texnik vositalari, bu ayniqsa rivojlanish jarayonida yaqqol namoyon bo'ldi dinamik, ob'ektlar harakati xavfsizligini ta'minlash uchun bir qator tizimlar ham bor. Dinamik ob'ektlarning xavfsiz harakatlanishini boshqarish tizimi mohiyatan ergatik tizim bo'lib, uning muvaffaqiyatli ishlashi uchun “inson omili”ni to‘g‘ri va har tomonlama hisobga olish zarur.
Avtomatik boshqarishning asosiy konseptual asoslari va prinsiplari
Boshqarish obyektini bilgan holda avtomatik boshqarish sistemasini qurish uchun biz qanday maqsadda va qanday usullar bilan obyektni boshqarish, boshqarish sistemasi oldida qo'yilgan masalalami bilishimiz zarur. Avtomatik boshqarish sistemalari tomonidan hal qilinadigan masalalami quyidagicha guruhlarga bo‘lish mumkin [1 - 7]:
1. Stabilizatsiya masalasi. Bu holda obyektni xarakterlovchi u yoki bu kattaliklami berilgan aniqlikda ushlab turish zarur.
2. Dasturiy boshqarish. Bu holda boshqariladigan kattalikning o‘zgarish qonuni oldindan ma'Ium va boshqarish sistemasi operatori tomonidan beriladi.
3. 0 ‘zgarish qonuniyati oldindan ma’lum bo‘lgan kattalik o'zgarishini kuzatish. Bu holda boshqariladigan kattalik berilgan aniqlik bilan o‘lchanadigan kattalik o‘zgarishlarini aks ettirishi lozim. Bunday boshqarish sistemalari kuzatuvchi sistemalar deyiladi.
4. Mustaqil moslashuvchi sistemalar.
Dinamik harakatni boshqarish muammosining o'ziga xos xususiyatlari ziddiyatli vaziyatda ob'ektlar hatto bitta haqiqatdir noto'g'ri qarorlar juda jiddiy oqibatlarga olib kelishi mumkin. Amaliyot shuni ko'rsatadiki, odatda noto'g'ri harakatlar sodir bo'ladi qiyin navigatsiya muhitida ham, vaqt etishmasligi sharoitida ham joy. Bunday hollardax, kuchlix ishlatganda ham Zamonaviy kompyuterlar uchun real hayotda barcha mumkin bo'lgan x muqobil harakat yo'nalishlarini sanab o'tish orqali muammoni hal qilish mumkin emas. Vaqt shkalasi haqida gap ketganda, Navigatsiya mojarosi, qoida tariqasida, ushbu muayyan vaziyatning o'ziga xosligi bilan belgilanadigan vaqt oralig'ida juda tez hal qilinishi kerak. Shuning uchun, aqlli tizim Vodiyning navigatsiya mojarolarini hal qilish juda qiyin vaziyatlarda eng yaxshi tezkor javobni ta'minlaydi. Aqlli boshqaruv muammosini hal qilishning yondashuvlaridan biri noaniqlik va ziddiyat sharoitida dinamik ob'ektlarning harakati, bu ziddiyatli vaziyatning har xil turdagi ichki va tashqi axborot tasvirlarini qurishdir. E'tibor bering, intellektualning kontseptual va matematik asoslarini yaratishning eng muhim komponenti boshqaruv - kompleksni obrazli boshqarish usullarini ishlab chiqish dinamik ob'ektlar va jarayonlar. Ushbu yondashuv doirasida obrazlilikning inson-mashina tizimlarini tashkil etish tamoyillari nazorat qilish va konstruksiya matnini yaratish optimal muvozanatli turli darajadagi murakkablikdagi tizimning ichki va tashqi muhiti bo'yicha. Bu texnologiya, chastota bo'yicha, tasavvur qurilmasini yaratish uchun ishlatilgan murakkab navigatsiyada dengiz transport vositalarini boshqarish sharoitlar va kritik ishlash rejimi. Intellektli boshqarish sohaidagi asosiy to’planilgan natijalar. Bu sohada ikkita asosiy yo'nalishni ajratib ko'rsatish mumkin, ularda so'nggi yillarda qo'llanilishi e'tiborga loyiq.
Yaratish bilan bog'liq bo'lishi mumkin bo'lgan birinchi yo'nalish intellektual yo'nalish infratuzilmasi, rivojlanishini o'z ichiga oladi va taqsimlangan boshqaruv va ma'lumotlarni uzatish usullari va tuzilishi kompyuter tarmoqlari, shuningdek, chiziqli bo'lmagan amaliy dasturlarni o'rganish o'zgaruvchan xususiyatlarga ega boshqaruv ob'ektlarida jarayonlar. Ikkinchi yo'nalish, ya'ni turli maqsadlar uchun aqlli agentlarni yaratishga bo'lgan munosabatim, usullarni ishlab chiqish, noaniqlik va ziddiyat sharoitida dinamik ob'ektlarni boshqarish bo'yicha real vaqt rejimida qarorlar qabul qilish va amalga oshirish uchun modellar va algoritmlar. Birinchi yo'nalish natijalari orasida taqsimlangan kompyuterda tarmoqqa yo'naltirilgan boshqaruv usulini yaratishni ta'kidlash kerak. Real vaqtda aloqa muhiti yordamida yuqori tezlikdagi tsikllar, dinamik qo'llaniladigan jarayonlar. Ushbu holatda boshqaruv maqsadlariga erishish majmuani yaratish orqali ta'minlanadi. Mumkin bo'lgan o'rnini qoplash imkonini beruvchi bunday virtual tsikllar paketli ma'lumotlarni yo'qotish, ma'lumotni sinxronlashtirish darajasini oshirish yuqori kechikish qiymatlarida oqadi, shuningdek, yo'q qiladi jamoani shakllantirish va amalga oshirish jarayonida yuzaga keladigan nizolar tarmoq markazlashtirilgan boshqaruv. Ushbu yondashuv rivojlangan va imkon beruvchi bunday tarmoq tuzilmalari va yuqori tezlikdagi dinamik jarayonlarni boshqarish algoritmlari o‘rganilgan boshqaruv jarayonining sifati va barqarorligini oshirish. Qabul qildi natija, chastota bo'yicha, xalqaro patent bilan himoyalangan edi. Ushbu yo'nalish doirasida Kiks tizimining tarmoq markazlari tarkibiy qismlarini taqsimlashning o'zaro ta'sirini aqlli amalga oshirishga yondashuvlar o'rganildi va hozirda qo'llaniladigan tarmoqlarda ma'lumotlarni uzatish usullari va algoritmlari.
Bunday umumiy aniqlangan kamchiliklar, masalan, norma uchun ruxsat etilgan qiymatlarning sezilarli darajada oshib ketishi uzatilgan x ni kechikish, yo'qotish va qidirish darajasining ishlashi Tahlili ham haqiqiy kechikishlarni ko'rsatdi ma'lumotlar uzatish "so'rov" fenomenini keltirib chiqaradi, ya'ni. Paketlar bir marta emas, balki doimiy takrorlash bilan uzatiladi. Aloqa jarayonining sifatini baholash uchun tarmoqdagi ma'lumotlarni uzatish tezligi va o'rtacha kechikish vaqti kabi parametrlarni hisobga olgan holda tahlil qilindi. Modulyatsiya tezligi, kod tezligi, ma'lumotlar blokining uzunligi, vaqt kabi kanal bo'ylab signallarning tarqalishi, xatolarni guruhlash indeksi, muvaffaqiyatsizlik ehtimoli, muvaffaqiyatsizlikka chidamliligi x, muvaffaqiyatsizlikdan keyin o'rtacha tiklanish vaqti. Shaklda ko'rsatilgan. 1 ma'lumotlarni uzatish simulyatsiya tizimining tarkibiy tashkil etilishi, shu jumladan yangi element - raqamli aloqa kanalining modeli, bu sizga umuman aloqa jarayonining samaradorligi va ishonchliligini o'rganish imkonini beradi va shuningdek, ma'lumotlarni uzatish parametrlarini yaxshilash algoritmini shakllantirish. Tadqiqotning birinchi qatori asosiyni tahlil qilishni ham o'z ichiga oladi chiziqli bo'lmagan qonunlarning turlari va samarali yo'llarini belgilash nuqtadan tizimning chiziqli bo'lmagan texnik resursidan foydalanish Tizimning murakkabligi, yaqinlashuvi, mumkin bo'lgan diapazonlarni hisobga olish ko'rinishlari dastlabki holat. Boshqaruv ob'ektini loyihalashga xos bo'lgan barcha imkoniyatlarni amalga oshirish uchun undan foydalanish kerak kritik nuqtalarni, shuningdek bifurkatsiya va shakllanish nuqtalarini aniqlash va o'rganishni o'z ichiga olgan tanqidiy texnologiyalar metodologiyasi g'alati attraktorlar. Shu bilan birga, chiziqli bo'lmagan jarayonlarning xatti-harakatlarini tahlil qilish barqarorlik nuqtalaridan uzoqda, odatda, juda murakkab faqat mos keladigan polinomlarning past darajalari uchun va maliks o'lchamli tenglamalar tizimi - eng keng tarqalgan uchta tenglama o'ng tomonda ikkinchi darajadan ko'p bo'lmagan polinomlar bilan birinchi tartibli tenglamalar. Shuning uchun chiziqli bo'lmagan tenglamalar tizimlarining xaotik jarayonlarini yaratish turlarini sinflarga ajratish va turlari, shuningdek, davom etayotgan jarayonlarning mohiyatini bilish - tanqidiy nuqtalarning nazoratsiz takrorlanishining oldini olish uchun.

2.